• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Hur man fastställer minsta koefficient för statisk friktion

    Friktion är en kraft som motsätter sig rörelse. Fysiker skiljer mellan statisk friktion, som verkar för att hålla en kropp i vila, och kinetisk friktion, som verkar för att bromsa sin rörelse när den börjar röra sig. Kraften som utövas av statisk friktion ( F s) är proportionell mot den vinkelräta kraften som utövas av en kropp mot ytan längs vilken den rör sig, som kallas normalkraften ( F N
    ). Proportionalitetsfaktorn kallas statisk fraktionskoefficient, som vanligtvis betecknas med den grekiska bokstaven mu med ett subscript s
    ( µ s
    ). Den matematiska relationen är:

    F s
    \u003d µ s och × F N

    Denna koefficient beror på egenskaperna hos de två ytorna som är i kontakt med varandra. Det har tabellerats för ett antal olika material. Om du inte hittar µ
    s för materialen du använder kan du bestämma det med ett enkelt experiment.

    TL; DR ( För långt; läste inte)

    TL; DR (för långt; läste inte)

    För att hitta den minsta koefficienten för statisk friktion mellan två material, konstruera ett lutningsplan från ett av materialen och placera en kropp tillverkad av det andra materialet på det. Öka lutningsvinkeln tills kroppen börjar glida. Vinkelens tangens är friktionskoefficienten.
    Använd ett lutande plan

    Ett enkelt sätt att bestämma µ s är att placera objektet i fråga på ett lutande plan gjord av samma material som ytan du studerar. Öka gradvis lutningen tills objektet börjar glida. Spela in den vinkeln. Du kan genast hitta µ s eftersom det är lika med vinkelns tangens. Här är varför:

    När du höjer lutningen har tyngdkraften som verkar på en massa m
    en horisontell och en vertikal komponent. Att tillämpa Newtons lag på var och en av dessa strax innan kroppen börjar röra sig, du hittar den horisontella komponenten (som fungerar i x
    -riktningen) för att vara F x
    \u003d < em> ma x
    . Detsamma gäller i y
    -riktningen: F y
    \u003d ma y
    .

    Accelerationen i < em> x
    -riktning, ma x
    , är lika med tyngdkraften, som är massa gånger acceleration på grund av tyngdkraften ( g
    ) gånger sinus av vinkeln ( ø
    ) bildad vid lutningen. Eftersom kroppen inte rör sig är det lika med den motsatta kraften i statisk friktion, och du kan skriva:

    (1) mg
    × sin ( ø
    ) \u003d F s

    y
    -riktningskomponenten för kraft, ma y
    , är lika med kosinus för vinkeln gånger massan gånger accelerationen på grund av tyngdkraften, och detta måste vara lika med normalkraften, eftersom kroppen inte rör sig,

    (2) F N
    \u003d < em> mg
    × cos ( ø
    )

    Kom ihåg att F s
    \u003d µ sF N
    . Ersättare för F s
    i ekvation (1):

    mg och × sin ( ø
    ) \u003d µ sF N

    och använd lika till ekvation (2) för att ersätta F N
    :

    mg
    × sin ( ø
    ) \u003d µ s × × mg ×
    cos ( ø
    )

    Uttrycket " mg
    " avbryter från båda sidor:

    µ s
    \u003d sin ( ø
    ) /cos ( ø
    ) \u003d solbränna ( ø
    )

    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com